1、第二節基因工程的應用嚴目際-1 舉例說出基因工程的應用。KJE CHbNG MU Bl AO YIN星礎知枳flZH1 S HJ SHU Lt2調查基因工程產品在社會中的應用情況，討論轉基因生物的利與弊。締理一、基因工程在農業上的應用1 抗蟲棉(1) 目的基因：蘇云金桿菌毒蛋白基因。(2) 培育過程：通過基因工程的四步操作將毒蛋白基因導入棉花細胞并且在棉花細胞 內成功表達出毒蛋白。(3) 意義R蟲作物的培育和種植，不但降低了作物的生產成本，使作物能穩產、高 產，還降低了農藥的使用，減輕了對環境的污染。_2金米(1) 目的基因：有關胡蘿卜素合成的酶的基因。(2) 培育過程：通過基因工程的四步操作

2、將有關胡蘿卜素合成的酶的基因導入水稻細胞中，并誘導它們在水稻細胞內得以表達，使水稻中的雙香葉素一二磷酸轉化成B 胡蘿卜素。(3) 作用：人們食用“金米”后，其中的B 胡蘿卜素在人體內轉化成維生素A,為深受維生素A缺乏癥之苦的人們帶來了“金色希望”。思考 培育“金米”的目的是什么？提示：“金米”中含有 3 胡蘿卜素，人們食用這種“金米”后，其中的3 胡蘿卜素能轉化為維生素 A有助于解決維生素 A缺乏導致的健康問題。二、基因工程在醫學上的應用1 基因工程藥物產品名稱受體細胞臨床應用重組人胰島素大腸桿菌治療糖尿病重組人紅細胞生成素哺乳動物細胞治療貧血病重組人生長激素大腸桿菌治療生長缺陷癥重組人表皮生

3、長因子 大腸桿菌治療燙傷、潰瘍等重組人腫瘤壞死因子大腸桿菌治療腫瘤重組人干擾素(多種)酵母菌等治療病毒感染、腫瘤等重組人白細胞 介素(多種)大腸桿菌治療腫瘤重組尿激酶原:大腸桿菌治療心臟病等重組人集落刺激因子哺乳動物細胞輔助治療血友病、艾滋病等重組人抗血友病因子哺乳動物細胞:治療血友病重組人組織纖溶 酶原激活物哺乳動物細胞溶解血栓2.基因工程疫苗利用基因工程把病毒或細菌中起關鍵作用的、序列保守的蛋白質的編碼基因導入受體細胞，由受體細胞來生產這些蛋白質。這些蛋白質經純化后可以作為疫苗使用，其中不會含有病毒或有害細菌以及它們的遺傳物質。3.基因治療(1) 概念：將正常基因或有治療作用的基因通過一定

4、方式導入靶細胞內，可以糾正基 因缺陷而達到治療疾病的目的，這種技術稱為基因治療。(2) 基因治療的策略：基因置換、基因修復、基因增補、基因失活等。(3) 鐮刀型細胞貧血癥的治療方案：獲取編碼血紅蛋白的正常基因二正常血紅蛋白基 因與載體結合t將重組載體導入患者造血干細胞的染色體DNA中t將重組造血干細胞回輸到病人的骨髓中f產生正常血紅蛋白。思考 基因治療是萬無一失的嗎？ill I AOu i- I I I7HONG DIAJJDIAN TU提示：不是。在基因治療的臨床試驗中，有的已獲得初步成功，也有的失敗。突破1 如何培育轉基因植物?(1) 過程。農桿菌質粒、 目的基,重組DNA竺植物協細胞嗨竺

5、植物(2) 技術：轉基因技術、植物組織培養技術。(3) 原理：基因重組、植物細胞的全能性。2如何生產基因工程藥物？(1) 一般過程。質粒、 目的基因 (如(島素基因).重組DNA”桿菌*住產胺島素)(2)技術：轉基因技術、微生物培養技術。3如何生產基因工程疫苗？(比如乙肝疫苗的生產過程)乙肝病凄表、 面抗原基因質粒乂導人徴牛物培養大It酵母菌重組DNAB母菌曄璽竺(合成病毒抗原即乙肝疫苗)4基因治療的實例以鐮刀型細胞貧血癥的治療過程為例。步驟過程獲取正常的血 紅蛋白基因用限制性內切酶從人的 DNA分子中獲取 編碼血紅蛋白的正常基因形成重組載體用冋一種限制性內切酶在載體DNA上切開一個切口，用

6、DNA連接酶將正常血紅 蛋白基因連接在載體 DNA上，形成重組 載體重組載體的轉 化與篩選將攜帶正常血紅蛋白基因的重組載體導 入患者的造血干細胞中，隨后，重組載 體插入到患者染色體 DNA上。用選擇培 養基篩選出含重組載體的造血干細胞將含正常血紅 蛋白基因的造 血干細胞回輸 給患者將攜帶正常血紅蛋白基因的造血干細胞 回輸到患者骨髓中，此造血干細胞能產 生正常的血細胞，以根治鐮刀型細胞貧 血癥頜唔題肚里例題DIAN XING LI TI LING WU題型一基因工程在農業上的應用【例1】為擴大可耕地面積，增加糧食產量，黃河三角洲等鹽堿地的開發利用備受關注。 我國科學家應用耐鹽基因培育出了耐鹽水稻

7、新品系。CTGCAGiiiiiiibw iiii biiiiiiGACGTC3,寧a（1）獲得耐鹽基因后，構建重組 DNA分子所用的限制性內切酶作用于圖中的 處，DNA連接酶作用于 處。（填“a”或“ b”）（2） 將重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用方法有花粉管通道法和 法。（3） 為了確定耐鹽轉基因水稻是否培育成功，既要用放射性同位素標記的作探針進行分子雜交檢測，又要用 的方法從個體水平鑒定水稻植株的耐鹽性。解析：限制性內切酶的切點選擇很嚴格，只會切斷某段特定 DNA序列中的某個特定位點的磷酸二酯鍵，而DNA連接酶可以將該鍵連接起來。重組DNA分子導入水稻受體細胞的常用 方法還有基因槍法

8、和花粉管通道法。轉基因是否成功，可測定是否有轉基因產物產生，也可通過改變條件觀察植物性狀的變化來加以確定。答案：（1）a a （ 2）基因槍（3）耐鹽基因（目的基因）一定濃度鹽水澆灌（移栽到鹽堿地中）反思領悟：“基因手術刀”限制性內切酶能夠專一識別特定的核苷酸序列，具有專一酶切位點。“基因縫紉針” DNA連接酶連接的是磷酸二酯鍵，而不是堿基對之間的氫鍵。題型二 基因工程在醫學上的應用【例2】繼哺乳動物乳腺生物反應器研發成功后，膀胱生物反應器的研究也取得了一定進展。最近，科學家培育出一種轉基因小鼠，其膀胱上皮細胞可以合成人的生長激素并分泌到尿液中。請回答下列問題。（1）將人的生長激素基因導入小鼠

9、受體細胞，常用的方法是 。（2） 進行基因轉移時，通常要將外源基因轉入 中，原因是 。（3） 在研制膀胱生物反應器時，應使外源基因在小鼠的 細胞中特異表達。解析：（1）將外源基因導入動物細胞的常用方法是顯微注射法；（2）動物體細胞的全能性會隨著動物細胞分化程度的提高而逐漸受到限制，分化潛能逐漸變弱，作為受體細胞以受精卵或早期胚胎細胞最好，因為全能性易表達，而外源基因隨個體發育也在相應的組織細 胞中表達；（3）乳房生物反應器，應使外源基因在乳腺細胞中表達；而膀胱生物反應器，應 使外源基因在膀胱上皮細胞中特異表達。答案：（1）顯微注射法（2）受精卵（或早期胚胎）受精卵（或早期胚胎細胞）具有全能性，

10、可使外源基因在相應組織細胞中表達（3）膀胱上皮重組載體導入植物受體細胞的方法有反思領悟：基因工程的關鍵環節是構建重組載體，基因槍法、花粉管通道法。重組基因載體導入動物受體細胞的方法是顯微注射法。SV TANG LIAN Xt GONG-叩、Iffi呈練1轉基因抗蟲棉可以有效地用于棉鈴蟲的防治。在大田中種植轉基因抗蟲棉的同時， 間隔種植少量非轉基因的棉花或其他作物，供棉鈴蟲取食。這種做法的主要目的是（）A. 維持棉田物種的多樣性B. 減緩棉鈴蟲抗性基因突變增加的速率C. 使食蟲鳥有蟲可食D. 維持棉田生態系統的能量流動解析：在大田中種植轉基因抗蟲棉時間久了，有抗性的害蟲數量會越來越多，且抗性程度

11、越來越高。在大田中間隔種植少量非轉基因的棉花，可以減緩害蟲抗性基因突變的速率。答案：B2 （多選）下列實例中，涉及基因重組的是（）A. 我國著名育種專家袁隆平利用雜交技術培育出超級水稻品種B. 英國科學家利用細胞核移植技術克隆出綿羊多莉C. 荷蘭科學家將人乳高鐵蛋白基因移植到牛體內并成功表達D. 乘宇宙飛船上過太空的辣椒種子發育成的植株結出的果實較平常的大一倍以上解析：袁隆平培育出的超級水稻品種是利用雜交技術根據基因重組原理培育成功的。C項屬于基因工程，基因工程也是利用基因重組原理，把一種生物的基因轉移到另一種生物體內，定向地改造生物的遺傳性狀，即把不同種生物的基因組合在一起，并得以表達的過程

12、。B項克隆羊多利的產生是無性生殖的過程，無基因重組現象。太空育種是利用的是基因突變 原理。答案：AC3基因治療是指（）A. 把健康的外源基因導入到有基因缺陷的細胞中，達到治療疾病的目的B. 對有基因缺陷的細胞進行修復，從而使其恢復正常，達到治療疾病的目的C. 運用人工誘變的方法，使有基因缺陷的細胞發生基因突變恢復正常D. 運用基因工程技術，把有缺陷的基因切除，達到治療疾病的目的答案：A4用基因工程生產胰島素的主要原因是（）A. 工藝簡單，容易操作B. 生產量大，價格較低C. 所生產的胰島素可以口服D. 所生產的胰島素療效大大提高解析：胰島素是治療糖尿病的有效藥物，過去從豬、牛等的胰臟中提取，產量低、價格 高。用基因工程的方法可大量生產胰島素，成本隨之下降，價格也較低。答案：B5 （2011 四川高考理綜） 北極比目魚中有抗凍基因，其編碼的抗凍蛋白具有 11個氨基酸的重復序列，該序列重復次數越多，抗凍能力越強。下圖是獲取轉基因抗凍番茄植株的過程示意圖，有關敘述正確的是（）A. 過程獲取的目的基因，可用于基因工程和比目魚基因組測序B. 將多個抗凍基因編碼區依次相連成能表達的新基因，不能得到抗凍性增強的抗凍蛋 白C. 過程構成的重組質粒缺乏標記基因，需要轉入農桿菌才能進行篩選D. 應用DNA探針技術，可以檢測轉基因